溴化锂吸收式制冷教程

关于溴化锂吸收式制冷教程19.1吸收式制冷机的工作原理吸收式制冷原理与蒸气压缩式制冷相比，有相同之处，都是利用液态制冷剂在低温低压条件下蒸发、汽化，同时吸收载冷剂的热量，产生冷效应，使载冷剂温度降低。所不同的是吸收式制冷利用二元溶液作为工质对，组成二元溶液的是两种沸点不同的物质。其中，低沸点的物质是制冷剂，高沸点的物质是吸收剂。为了比较，图19.1列出了两种制冷方式的工作原理，吸收式制冷机中有两个循环，即制冷剂循环和溶液循环。从图中可以看出，吸收式制冷系统必须具备四个热交换装置：发生器、吸收器、冷凝器、蒸发器。这四个热交换装置，辅以其他辅助设备，组成吸收式制冷机。第2页,共77页，2024年2月25日，星期天

制冷剂循环：由发生器G中出来的制冷剂蒸气（可能含有少量制冷剂蒸气）在冷凝器C中向冷却剂释放热量，凝结成液态高压制冷剂。高压液体经膨胀阀EV节流到蒸发压力后进入蒸发器E，在蒸发器中液态制冷剂又被气化为低压制冷剂蒸气，同时吸收载冷剂热量产生制冷效应。低压制冷剂蒸气进入吸收器A中，而后吸收器/发生器组合将低压制冷剂蒸气转变成高压蒸气，从而完成制冷剂循环。19.1吸收式制冷机的工作原理第3页,共77页，2024年2月25日，星期天

溶液循环：在吸收器A中，由发生器来的稀溶液（溶液浓度以制冷剂的含量计算）吸收来自蒸发器所产生的低压制冷剂蒸气，从而成为浓溶液，吸收过程放出的热量被冷却剂带走。由吸收器出来的浓溶液经溶液泵P升压后，输送到发生器G中。在发生器中，利用低品位热能对浓溶液加热，使之沸腾，由于发生器内压力不高，其中低沸点的制冷剂蒸气被蒸发出来（可能有少量吸收剂蒸气），浓溶液成为稀溶液。从发生器出来的高压稀溶液经膨胀阀EV节流到蒸发压力，又回到吸收器中，完成了溶液循环。19.1吸收式制冷机的工作原理第4页,共77页，2024年2月25日，星期天可见，吸收式制冷机中制冷剂循环的冷凝、蒸发、节流三个过程与蒸气压缩式制冷是相同的，所不同的是吸收式制冷以热源为主要动力，消耗热能，而蒸气压缩式制冷消耗机械能。由于吸收式制冷以热能为主要动力，加之吸收过程要放出大量热量，所以吸收式制冷向外界放出热量较大。吸收式制冷机中所用的二元溶液主要有两种，即氨水溶液和溴化锂水溶液。氨水溶液中氨为制冷剂，水为吸收剂。溴化锂水溶液中水为制冷剂，溴化锂为吸收剂。在空调工程中采用溴化锂水溶液，即溴化锂吸收式制冷机。19.1吸收式制冷机的工作原理第5页,共77页，2024年2月25日，星期天19.1吸收式制冷机的工作原理图19.1吸收式和蒸气压缩式制冷机工作原理(a)吸收式制冷机；(b)蒸气压缩式制冷机第6页,共77页，2024年2月25日，星期天19.2溴化锂吸收式制冷机的工作原理溴化锂水溶液是由固体的溴化锂溶解在水中形成的溶液。溴化锂是无色结晶物，化学性质稳定，在大气中不挥发，无毒。溶点为549℃，沸点为1265℃。溴化锂水溶液购进时应满足以下要求：（1）无色透明液体；（2）浓度不低于50%；（3）溶液pH>8；（4）杂质最高含量：SO42-≤0.1%，多硫化物含量放入BrOs-无反应，此外溶液中不应含有CO2、O3等不凝性气体。19.2.1溴化锂水溶液特性第7页,共77页，2024年2月25日，星期天1.溶解度在20℃时，溴化锂的溶解度为111.2g，可以看出，溴化锂易溶于水。但溴化锂的溶解度与温度有关。在一定温度下的溴化锂饱和溶液，随着温度降低，溶解度减小，部分溴化锂会从溶液中析出，从而形成结晶现象。当含有晶体溴化锂的溶液被加热至某温度时，晶体全部消失，这一温度即为该浓度溴化锂水溶液的结晶温度。图19.2为溴化锂的溶解曲线。曲线上的点表示该温度下溶液的饱和状态。图中左侧是析冰线，右侧是结晶线。从图上可以看到，在0℃以上时，溴化锂易溶于水，浓度可达55%，当浓度高于37%时，溴化锂溶解度随温度升高而增加。但是19.2溴化锂吸收式制冷机的工作原理第8页,共77页，2024年2月25日，星期天曲线较陡，即浓度略有变化，结晶温度相差很大，在浓度高于65%时更加明显，也就是说溶液中水蒸发就会有结晶的可能。如果析出晶体到达一定数量，将影响溴化锂吸收式制冷机的运行，即运行中必须注意结晶现象。19.2溴化锂吸收式制冷机的工作原理第9页,共77页，2024年2月25日，星期天2.浓度在溴化锂吸收式制冷机中，溴化锂水溶液浓度一般采用质量百分比浓度，即溴化锂在溴化锂水溶液中所占的百分比，用符号ξ表示。如果溴化锂水溶液中溴化锂质量为gxkg，溶剂水为gskg，则质量百分比为

ξ=gx/（gs+gx）=gx/G

（19.1）其中G=gx+gs，即溶液质量。19.2溴化锂吸收式制冷机的工作原理第10页,共77页，2024年2月25日，星期天3.吸收能力溴化锂水溶液的水蒸气分压力很小。例如，当温度为25℃，浓度为50%时，其饱和蒸气压力为0.80kPa，而水在此温度时饱和压力为3.16kPa，后者约为前者的4倍，溶液的水蒸气分压力小，表明水分子从溶液中逃逸能力小。即表明水分子容易进入溴化锂溶液，后者吸收水蒸气能力强。溴化锂水溶液浓度越高，温度越低，对水蒸气的吸收能力越强。19.2溴化锂吸收式制冷机的工作原理第11页,共77页，2024年2月25日，星期天4.溴化锂与水的沸点相差大在常压下，水的沸点是100℃，而溴化锂的为1265℃，两者相差1165℃，因此，溶液沸腾时产生的蒸气几乎全是水的成分，很少带有溴化锂。这样，在溴化锂吸收式制冷机中，无须用蒸馏就可得到纯制冷剂蒸气。19.2溴化锂吸收式制冷机的工作原理第12页,共77页，2024年2月25日，星期天5.腐蚀性溴化锂水溶液对普通金属有腐蚀作用，有氧存在的情况下更为严重。这不仅缩短了机器的使用寿命，而且会产生不凝性气体，难以保证机组的真空度，影响制冷效果。因此，溴化锂吸收式制冷机在实际运行中应严格保持系统的真空度，并在机组停机时加入氮气，此外，应在溶液中加入缓蚀剂。6.毒性溴化锂水溶液无毒，有镇静作用。当溶液中加入缓蚀剂后，视缓蚀剂而确定其毒性。溴化锂水溶液对皮肤无刺激作用。19.2溴化锂吸收式制冷机的工作原理第13页,共77页，2024年2月25日，星期天19.2溴化锂吸收式制冷机的工作原理图19.2溴化锂溶液的结晶曲线图第14页,共77页，2024年2月25日，星期天溴化锂溶于水以后，就改变了水在饱和状态下温度和压力的关系，而且在相同压力下溴化锂溶液的饱和温度随其浓度的变化而变化。也就是说，溴化锂水溶液在饱和状态下，温度与压力和浓度有关。这种关系见溴化锂溶液的P－t图（图19.3）。它表明溴化锂水溶液的压力、温度和浓度三者之间的关系，是溴化锂溶液最基本的图表，在溴化锂吸收式制冷机的设计及运行中经常使用。图中左上角第一条线是纯水的压力和饱和温度的关系；对应一浓度，就有一条压力与饱和温度关系的斜线，随着浓度的增加，斜线向右依次排列。从图19.3中可以看出，在相同压力19.2溴化锂吸收式制冷机的工作原理19.2.2溴化锂水溶液的压力－饱和温度(P-t)图第15页,共77页，2024年2月25日，星期天下，相对应的饱和温度随浓度的增加而增加。换句话说，在相同温度下，相对应的饱和压力随浓度的增加而降低。图中右下角的折线是结晶线。从图中还可以看到，在相同压力下，溴化锂的溶解度随溶液温度的降低而减小。在P-t图上可以清楚地看出溴化锂溶液在加热和冷却过程中热力状态的变化和过程。图19.3所示点A，在等压条件下加热，随着温度的升高，溶液中的水分被蒸发，溶液温度会随之增大。当温度升高到96℃时，由于水分的蒸发，浓度达到62%，即状态点B。这样，溶液状态由点A变到点B，这是等压发生过程，发生在发生器中。反之，状态点B的溶液被冷却，如果压力不变，溶液就一定吸收水蒸气，从而使浓度降低，就是等压吸收过程，发生在发生器中。19.2溴化锂吸收式制冷机的工作原理第16页,共77页，2024年2月25日，星期天19.2溴化锂吸收式制冷机的工作原理图19.3溴化锂溶液的压力-温度图第17页,共77页，2024年2月25日，星期天图19.4为溴化锂水溶液的h-ξ图，描述了溴化锂水溶液的压力、温度、浓度、比焓四个参数之间的关系。图中纵坐标为溶液比焓h，横坐标为溶液的质量百分比浓度ξ。全图分成上、下两部分，上半部分为汽相区，是溶液相平衡的水蒸气等压辅助曲线；下半部分为液相区，虚线为等温线簇，实线为等压线簇。19.2溴化锂吸收式制冷机的工作原理19.2.3溴化锂水溶液的比焓－浓度图第18页,共77页，2024年2月25日，星期天利用h-ξ图，只要知道P、t、h、ξ中任意两个参数，就可以确定其他另两个参数。确定方法见图19.4。如果已知饱和溶液的浓度ξ及温度t，可在h-ξ图上用等温线、等浓度线的交点求得饱和溶液的压力P及水蒸气的焓值h′。在h－ξ图下部分实线为饱和液体等压线，某一压力下溶液的饱和状态落在该压力值的等压线上。等压线以下为过冷液体区，压力升高，温度、浓度、比焓不变时，虽然状态点位置不变，但过冷液体区的上界线也随等压线上升，该点1变成过冷状态。19.2溴化锂吸收式制冷机的工作原理第19页,共77页，2024年2月25日，星期天19.2溴化锂吸收式制冷机的工作原理图19.4溴化锂水溶液的h-ξ示意图第20页,共77页，2024年2月25日，星期天溴化锂吸收式制冷机是靠水在低压下不断汽化而产生制冷效应。图19.5（a）是一种最简单的利用溴化锂溶液实现制冷的装置。把装有溴化锂浓溶液的容器A和水溶液的容器E相连，并抽出空气维持一定的真空度。由于在容器A中的溴化锂浓溶液对水蒸气具有强烈的吸收作用，因此不断吸收来自容器E的水蒸气，使E中的水蒸气分压力降低，促使容器E中的水继续蒸发吸热，使E产生制冷效应。但是A中的溴化锂浓溶液随时间的增大，溶液变稀，吸收能力降低，19.2溴化锂吸收式制冷机的工作原理19.2.4溴化锂吸收式制冷机的工作原理第21页,共77页，2024年2月25日，星期天温度升高，使容器E的制冷能力减小，直到不能制冷。同时，容器E中的水也在不断减少。很明显，这套装置无法实现连续制冷。图19.5（b）是改进以后的装置。在这套装置中，蒸发器E可以补水以补充蒸发掉的水，同时在吸收器中补充溴化锂浓溶液，排出溴化锂稀溶液，以保证吸收器中溴化锂的吸收能力。为了提高蒸发器的换热能力及减少液柱对蒸发温度的影响，在蒸发器中设置冷剂水泵和盘管，将水喷淋在盘管上，盘管内通过需冷却的冷冻水。为了增强吸收器的吸收作用，将溶液喷淋在管簇上，管簇内通以冷却水，带走吸收过程放出的热量。这种装置虽然可以连续运行，但并不经济，它消耗溴化锂和水，为此，应将溶液再生利用。19.2溴化锂吸收式制冷机的工作原理第22页,共77页，2024年2月25日，星期天图19.5（c）是溶液进行循环，制冷剂（简称冷剂水）也进行循环的溴化锂吸收式制冷机的流程图。在这个系统中增设了发生器G和冷凝器C。在发生器中装有加热盘管，并通以表压为0.1MPa左右的工作蒸气或120℃左右的高温水，加热稀溶液，使溶液沸腾，产生水蒸气，从而使溶液变为浓溶液。浓溶液经节流后再回吸收器，吸收水蒸气后变为稀溶液。吸收器中的稀溶液经溶液泵SP升压送到发生器中。为了减少吸收器的排出热量和发生器水耗热量并提高吸收式制冷机的热效率，系统中设有溶液热交换器HE，使稀溶液和浓溶液进行热交换，这样稀溶液被预热，19.2溴化锂吸收式制冷机的工作原理第23页,共77页，2024年2月25日，星期天而浓溶液得到冷却。发生器中产生的冷剂水蒸气在冷凝器中冷凝成冷剂水，再经U形管进入蒸发器E中，U形管起冷剂水的节流作用。冷凝器与蒸发器间的压差很小，一般为6.5～8kPa，即U形管中水段定差只有0.7～0.85m即可。19.2溴化锂吸收式制冷机的工作原理第24页,共77页，2024年2月25日，星期天19.2溴化锂吸收式制冷机的工作原理图19.5溴化锂吸收式制冷机的工作原理第25页,共77页，2024年2月25日，星期天19.2溴化锂吸收式制冷机的工作原理19.2溴化锂吸收式制冷机的工作原理图19.5溴化锂吸收式制冷机的工作原理第26页,共77页，2024年2月25日，星期天19.2溴化锂吸收式制冷机的工作原理19.2溴化锂吸收式制冷机的工作原理图19.5溴化锂吸收式制冷机的工作原理第27页,共77页，2024年2月25日，星期天溴化锂吸收式制冷机的理论循环是指工作过程中工质流动没有压力损失，与外界无热交换，发生过程和吸收过程终了时溶液均达到平衡状态。图19.6给出了溴化锂吸收式制冷机循环在h-ξ图上的表示。图中Pc为冷凝压力也是发生器中的压力，Pe为蒸发压力，也是吸收器中的压力。ξω为吸收器出口的浓溶液温度；ξs为发生器出口的浓溶液浓度。在h-ξ图上由两条等压线（Pc、Pe）和两条等浓度线（ξω、ξs）组成的四边形为溶液循环的状态变化过程。19.2溴化锂吸收式制冷机的工作原理19.2.5溴化锂吸收式制冷机理论循环在h-ξ图上的表示

第28页,共77页，2024年2月25日，星期天（1）稀溶液的加热和预热由吸收器出来的稀溶液（点1）压力为Pe，浓度为ξω，温度为t，经泵加压后，压力升高到Pc，溶液状态由点1到点2，此时浓度不变，温度t2≈t1，因此点2与点1基本重合。这两点的区别在于点1是Pe下的饱和液体，点2是压力Pc下的过冷液体。点2状态的溶液经溶液热交换器被预热。19.2溴化锂吸收式制冷机的工作原理第29页,共77页，2024年2月25日，星期天（2）发生器中蒸气的发生稀溶液（点3）进入发生器后，先从过冷状态加热到饱和状态（过程3—3′），此时浓度不变，温度由t3升高到t′3。继续加热，稀溶液在压力Pc下沸腾气化，其中冷剂水被蒸发出来，溶液浓度和温度升高。点4是发生过程的终了状态，此时温度为t4，浓度为ξs。19.2溴化锂吸收式制冷机的工作原理第30页,共77页，2024年2月25日，星期天（3）浓溶液的冷却与节流从发生器出来的浓溶液（点4）在溶液热交换器中被冷却到点5，温度由t4降到t5。点5是Pc下的过冷液体。点5—6是浓溶液节流过程，浓度不变，焓值不变，则点6与点5重合，此时点6是压力Pe下的湿蒸气状态。（4）吸收器中的吸收过程状态点6的浓溶液进入吸收器中，在等压下与蒸发器来的冷剂水蒸气混合，浓溶液吸收水蒸气并放出热量，最后达到状态点1。这个过程可以看成溶液由状态点6冷却到饱和状态点6′，再进一步冷却并吸收水蒸气达到点1。19.2溴化锂吸收式制冷机的工作原理第31页,共77页，2024年2月25日，星期天19.2溴化锂吸收式制冷机的工作原理图19.6在h-ξ图上的理论制冷循环第32页,共77页，2024年2月25日，星期天（1）冷凝过程发生器蒸发出来的水蒸气应该是发生过程3′—4所产生的蒸气混合物，可以看成是3′—4过程平均状态的蒸气（即状态点7），由于从理论上讲产生的是纯水蒸气，故位于ξ=0的纵坐标轴上。该蒸汽（冷剂水蒸汽）进入冷凝器中，在压力Pc下淋洒在冷凝器管簇外表面，放出冷凝热量，凝结成冷剂饱和水（点8）。过程7—8即是冷剂水蒸气在冷凝器中的冷凝过程。凝结热量通过流经管簇内的冷却水吸收，由冷却水将冷凝热量排到系统外。19.2溴化锂吸收式制冷机的工作原理19.2.6溴化锂吸收式制冷循环过程第33页,共77页，2024年2月25日，星期天（2）节流过程压力为Pc的饱和冷剂水（点8）经U形管节流后，压力降到Pe，进入蒸发器，此时焓值不变，故节流后的状态点9与点8重合，但状态点9是在压力Pe下的湿蒸气，即由大部分的饱和水（点9′）与小部分的饱和水蒸气（点9″）所组成。U形管不仅起节流作用，还有水封作用，防止上下筒压力串通，破坏上下筒之间压力差，影响制冷剂的蒸发与吸收。19.2溴化锂吸收式制冷机的工作原理第34页,共77页，2024年2月25日，星期天（3）蒸发过程节流后的冷剂水（点9）进入蒸发器中，由于压力下降，一部分冷剂水即刻汽化，温度降低，尚未汽化的冷剂水经蒸发器管簇外表面吸收载冷剂的热量而汽化。状态点9—10表示了冷剂水在蒸发器中等压汽化过程。19.2溴化锂吸收式制冷机的工作原理第35页,共77页，2024年2月25日，星期天19.3单效溴化锂吸收式制冷机的工艺流程只有一个发生器的溴化锂吸收式制冷机称为单效溴化锂吸收式制冷机。图19.7是国产单效溴化锂吸收式制冷机的流程图。从图中可清楚看出溶液循环和冷剂水循环。溶液循环：从吸收器4出来的稀溶液由发生器泵7升压后，经溶液热交换器5送入发生器2中；而发生器中的浓溶液经热交换器及引射器9进入吸收器中。冷剂水循环：发生器中产生的冷剂水蒸汽进入到冷凝器1中，蒸汽放出热量，冷凝成水，经U形管13进入蒸发器3中，冷剂水汽化成蒸汽进入吸收器中，被浓溶液所吸收第36页,共77页，2024年2月25日，星期天在吸收器和发生器中压力很低，液柱对饱和温度（蒸发器中蒸发温度）影响很大，在蒸发器中100mmH2O会使蒸发温度升高10～12℃，由此可以看出水柱对蒸发温度的影响非常大，这种现象应当避免。因此，在吸收器和蒸发器中全部采用淋激式换热器，以减少液柱影响并增强换热能力。为此，蒸发器设有冷剂水泵，将水喷淋在传热管簇上，循环水量一般为蒸发量的10～20倍；吸收器设有吸收器泵，它的作用除喷淋外，还起引射浓溶液的作用。发生器采用沉浸式换热器，但液面高度应限制在300～500mm。19.3单效溴化锂吸收式制冷机的工艺流程第37页,共77页，2024年2月25日，星期天系统中的冷剂水泵、发生器泵、吸收器泵均采用屏蔽泵，以满足溴化锂制冷机高真空度的要求。为了保证系统内的真空度，系统中设有抽气装置。19.3单效溴化锂吸收式制冷机的工艺流程第38页,共77页，2024年2月25日，星期天19.3单效溴化锂吸收式制冷机的工艺流程图19.7单效溴化锂吸收式制冷机的流程图第39页,共77页，2024年2月25日，星期天1.防结晶装置如果溴化锂溶液浓度过高或温度过低，会使溴化锂制冷机在运行中结晶而不得不停机。这是溴化锂制冷机最大的障碍，必须设法杜绝。产生结晶的原因很多，比如：加热蒸气压力不稳定，加热量突然增大，冷剂水蒸发过多而使发生器出口溶液浓度过高；操作不当或系统大量漏气，使吸收器中吸收冷剂蒸汽的能力减弱，也可引起发生器出口浓溶液浓度过高；冷却水温度过低，稀溶液与浓溶液在热交换器进出口热交换过程剧烈，致使溶液温度过低；运行过程中停电，由发生器来的浓溶液来不及稀释。为了19.3单效溴化锂吸收式制冷机的工艺流程19.3.2溴化锂制冷机的安全装置第40页,共77页，2024年2月25日，星期天防止溶液结晶，在图19.7中使用了浓溶液溢流管，又称防结晶管。结晶通常发生在浓度高而温度低的地方，即浓溶液热交换器的浓溶液出口管上，一旦发生结晶现象，浓溶液由于不能正常通过热交换器而使发生器内溶液液位上升。当液位超过隔板时，浓溶液就从溢液管流入吸收器中，使吸收器中溶液温度升高，温度较高的稀溶液经热交换器时，可将结晶融化。19.3单效溴化锂吸收式制冷机的工艺流程第41页,共77页，2024年2月25日，星期天2.冷剂水和冷冻水的防冻装置在溴化锂制冷机运行过程中，如果冷冻水泵突然发生故障，或者负荷降低，冷量自动调节系统失控，加热蒸汽量过大则会使蒸发温度过低，使蒸发器内冷剂水和冷冻水有结冻的危险，严重时可冻裂传热管。为了避免此现象发生，可以采取以下措施：

（1）在冷剂水管道上安装一个温度继电器，当温度低于给定值时，温度继电器动作（断开），使蒸发器泵停止运行，并关闭蒸汽阀门。这样，由于蒸发器泵不起作用，制冷效果消失，蒸发器中蒸发温度升高，直至冷剂水温度高于给定值，温度继电器闭合，蒸发器泵继续启动运行，并打开蒸汽阀门，制冷机重新工作。19.3单效溴化锂吸收式制冷机的工艺流程第42页,共77页，2024年2月25日，星期天

（2）在冷冻水管道上安装一个压力继电器或压差继电器，当冷冻水泵发生故障停机时，冷冻水管道上的压力下降，压力继电器动作，制冷机停止运行。压差继电器与压力继电器作用相同，只是压差继电器更能可靠地反映出冷冻水泵是否发生故障。如果冷冻水管道发生阻塞时，输送冷媒压力不一定下降，此时压力继电器不能及时发出信号，而压差继电器可以消除这个缺陷，保证制冷机安全运行。

（3）利用某些带有电触点的差压流量计，可在冷冻水泵发生故障时防止蒸发器中冷剂水或冷冻水冻结。即当冷冻水水量低于某一给定值时，流量计触点动作，发出警报，并使制冷机停止运行。19.3单效溴化锂吸收式制冷机的工艺流程第43页,共77页，2024年2月25日，星期天3.冷剂水防污染装置（1）冷剂水被污染的原因冷却水温度过低会造成冷凝压力过低，使发生过程变得剧烈，发生器中的溶液液滴可能被冷剂水蒸汽带入冷凝器中，致使进入蒸发器的冷剂水含有微量溴化锂而使冷剂水被污染，影响制冷机性能。19.3单效溴化锂吸收式制冷机的工艺流程第44页,共77页，2024年2月25日，星期天（2）冷剂水污染的排除方法当蒸发器中冷剂水的密度超过1.04时，说明溴化锂已混入冷剂水中，要解决该问题，必须查明污染的原因，然后再使冷剂水再生。再生步骤如下：①关闭冷剂水管道上的阀门。②打开冷剂水旁通阀，将冷剂水直接排入吸收器。③随冷剂水的排放，蒸发器中冷剂水减少，当冷剂水泵发出吸空声音而无法运行时，停止冷剂水泵运转。④由于送往发生器的稀溶液浓度降低，可适当关小供汽阀，防止污染再次发生。⑤如此反复操作，直到蒸发器中冷剂水密度低于1.04，再生工作结束。19.3单效溴化锂吸收式制冷机的工艺流程第45页,共77页，2024年2月25日，星期天4.屏蔽泵的保护装置屏蔽泵是机组运转中唯一的运动部件。如果屏蔽泵发生故障，溴化锂制冷机将不能运行。造成屏蔽泵故障的原因主要有：泵的叶轮卡死超载，烧坏电机；冷却液体温度过高，损坏电机；单相运行，电源负荷不平衡；润滑油的压力过低或润滑油管路堵塞，损坏轴承等。为了防止发生上述事故，可在屏蔽泵的电路中安装负荷继电器。当屏蔽泵超负荷时，电机温度升高，电流过大，继电器动作，屏蔽泵停止运转。19.3单效溴化锂吸收式制冷机的工艺流程第46页,共77页，2024年2月25日，星期天19.3单效溴化锂吸收式制冷机的工艺流程图19.7单效溴化锂吸收式制冷机的流程图第47页,共77页，2024年2月25日，星期天19.4双效溴化锂吸收式制冷机的工艺流程为了防止单效溴化锂吸收式制冷机出现结晶现象，热源温度不能太高，如果工作蒸汽压力过高，必须减压使用，但又造成能量利用上的不合理。而双效溴化锂制冷机解决了这一问题，它比单效溴化锂制冷机增加了一个高压发生器（也称高压筒），低压部分与单效溴化锂制冷机的结构相近。图19.8为双效溴化锂制冷机的工艺流程图。从图中可以看到，其中两筒与单效制冷机类似，另一筒则是高压发生器。工作蒸汽进入高压发生器HG中，加热溶液，产生冷剂水蒸汽。19.4.1双效溴化锂制冷机的工艺流程第48页,共77页，2024年2月25日，星期天此水蒸气进入低压发生器LG的盘管内，加热溶液，水蒸气释放凝结热量，凝结水经节流进入冷凝器C中。低压发生器溶液所产生的冷剂水蒸汽进入冷凝器C中被凝结成水。这两股冷剂水一起经U形管进入蒸发器E的水盘中，由蒸发器泵EP将冷剂水喷淋在蒸发器盘管上。冷剂水汽化实现制冷。冷剂水蒸汽在吸收器A中被喷淋的溶液所吸收。吸收器泵AP的作用是将溴化锂溶液均匀喷淋到管簇上，增大蒸汽与溶液接触面积，便于吸收。19.4双效溴化锂吸收式制冷机的工艺流程第49页,共77页，2024年2月25日，星期天吸收器中的稀溶液经发生器泵升压，分别送入高压发生器和低压发生器。也就是说，一路经过高温溶液热交换器HH预热后进高压发生器，另一路经低温溶液热交换器LH及凝水热交换器CH进入低压发生器；低压发生器的浓溶液经低温溶液热交换器被冷却后进入吸收器。工作蒸气的凝结水在凝水热交换器中加热后进入低压发生器的稀溶液，以利用一部分凝水热量。冷却水串联吸收器和冷凝器，以回收吸收过程和冷凝过程释放出的部分热量。冷却水也可以并联经过吸收器和冷凝器。19.4双效溴化锂吸收式制冷机的工艺流程第50页,共77页，2024年2月25日，星期天双效溴化锂制冷机溶液循环有两种方式，即并联循环和串联循环。图19.8所示为并联循环方式，即由吸收器出来的稀溶液经吸收器泵分别送入高、低压发生器。图19.9所示为串联方式，发生器泵将稀溶液经高温溶液热交换器和低温溶液热交换器送入高压发生器中，并被加热产生冷剂蒸汽，稀溶液变成中间溶液；该溶液经高温溶液热交换器HH进入低压发生器，再产生冷剂蒸汽而变成浓溶液；浓溶液经低温溶液热交换器后进入吸收器。溶液依次由吸收器—高压发生器—低压发生器—吸收器进行串联循环。19.4双效溴化锂吸收式制冷机的工艺流程第51页,共77页，2024年2月25日，星期天19.4双效溴化锂吸收式制冷机的工艺流程图19.8双效溴化锂吸收式制冷机流程第52页,共77页，2024年2月25日，星期天19.4双效溴化锂吸收式制冷机的工艺流程图19.8双效溴化锂吸收式制冷机流程第53页,共77页，2024年2月25日，星期天19.4双效溴化锂吸收式制冷机的工艺流程图19.9溶液串联循环流程图第54页,共77页，2024年2月25日，星期天图19.10给出了双效溴化锂吸收式制冷机的理论循环在h－ξ图上的表示。图中Pe为蒸发器和吸收器中的压力，即蒸发压力；Pc为冷凝器和低压发生器中的压力，即冷凝压力；Ph为高压发生器中的压力。下面分别讨论溶液循环和冷剂水循环。19.4双效溴化锂吸收式制冷机的工艺流程19.4.2双效溴化锂制冷机的理论循环第55页,共77页，2024年2月25日，星期天1.溶液循环由吸收器出来的稀溶液（图19.10中点1）压力为Pe，浓度为ξω，温度为t1；经发生器泵升高压力，溶液的状态由点1到点2，此时浓度没有变化，温度t2≈t1，略有变化可忽略，点2与点1重合。发生器泵供出的溶液分两路，一路在高温溶液热交换器中被预热，温度升高到t3，状态由点2到点3。该溶液进入高压发生器中被加热，并在Ph下沸腾汽化，产生冷剂水蒸汽，溶液浓度变浓（ξs1），状态点4是高压发生器溶液发生过程的终了状态，高压发生器中溶液过程为3—3′—4。高压发生器出来的浓溶液（点4）经19.4双效溴化锂吸收式制冷机的工艺流程第56页,共77页，2024年2月25日，星期天高温溶液热交换器冷却到状态点5，温度为t5，进入吸收器时压力节流到Pe（状态点6），在hξ图上点6与点5重合，但点6表示的是Pe下的湿蒸气状态，而点5是压力Ph下的过冷液体。另一路稀溶液经低温溶液热交换器预热到状态点7（温度为t7，浓度不变）；又经冷凝水热交换器加热到状态点8（温度为t8）。该点溶液压力高于Pc，进入低压发生器时节流到Pc，溶液成为压力Pc下的湿蒸汽（点9）。在低压发生器中溶液被加热汽化，其中冷剂水被蒸发出来，溶液变为浓溶液（ξs2），低压发生器中的溶液过程为9—9′—10。状态点10的浓溶液经低温溶液热交换器冷却，19.4双效溴化锂吸收式制冷机的工艺流程第57页,共77页，2024年2月25日，星期天温度降到t11，浓度不变（状态点11）。进入吸收器时压力节流到Pe（状态点12），在h－ξ图上点12到点11重合，但点12是压力Pe下的湿蒸汽。吸收器泵吸入的溶液为点6、12的饱和溶液（点6′和12′）与点1溶液的混合物（点13，应在点6′、12′和点1的连线上）。状态点13的溶液经泵提高压力（点13到点14），此时浓度不变，温度也基本不变，点14与点13重合。该溶液喷淋在吸收器的传热管簇上，吸收冷剂水蒸汽而成为稀溶液（状态点1）。19.4双效溴化锂吸收式制冷机的工艺流程第58页,共77页，2024年2月25日，星期天2.冷剂水循环高压发生器出来的蒸汽应是发生过程（点3′到点4）所产生蒸汽的混合物，可以看成是3′—4过程的平均状态的蒸汽（状态点15）。冷剂水进入低压发生器的盘管，加热低压发生器的浓溶液而本身在等压下冷凝成饱和水（状态点16）。饱和水进入冷凝器时节流成压力为Pc的湿蒸汽（状态点17），它由大部分饱和水（点17′）与小部分饱和水蒸气（点17″）所组成，这小部分饱和水蒸气也在冷凝器中冷凝成饱和水（点17′）。在低压发生器中发生的冷剂水蒸汽（状态18）进入冷凝器中冷凝成饱和水（点17′）。饱和水19.4双效溴化锂吸收式制冷机的工艺流程第59页,共77页，2024年2月25日，星期天节流后进入蒸发器，成为压力为Pe的湿蒸汽（状态点19），它由大部分的饱和水（点19′）和小部分的饱和水蒸气（点19″）所组成。饱和水再蒸发成水蒸气（点19″）。水蒸气在吸收器中被溶液所吸收。冷剂水如此不断循环。19.4双效溴化锂吸收式制冷机的工艺流程第60页,共77页，2024年2月25日，星期天19.4双效溴化锂吸收式制冷机的工艺流程图19.10双效溴化锂吸收式制冷机的理论循环第61页,共77页，2024年2月25日，星期天溴化锂吸收式制冷机是以热能（蒸汽或高温水）为动力的制冷机。直燃式溴化锂吸收式机组是以燃料燃烧产生的低品位热能为动力。在20世纪30年代就已经出现了直燃式吸收式制冷机。1968年日本开发出大型的以燃气作为热源的直燃式溴化锂吸收式冷热水机组，之后在日本得到了快速的发展。在我国，直燃机的发展起步于20世纪90年代，相继有多个厂家开始对直燃机进行研究，并于1992年6月开发出两台1160kW直燃机投入运行。直燃式溴化锂吸收式冷热水机组的种类很多，按燃料类型可分为燃气型（天然气、煤气、液化气等）和燃油型（轻油、重油）；19.5直燃式溴化锂吸收式冷热机组19.5.1直燃式溴化锂吸收式冷热水机组的发展历程第62页,共77页，2024年2月25日，星期天按制备热水的方式可分为用蒸发器制备热水（冷冻水与热水为同一水系统），用冷凝器、溶液热交换器、吸收器制备热水（冷却水与热水为同一水系统）和另设热水器制备热水；按制冷和供热组合形式可分为制冷与采暖专用机（即夏季制冷专用，冬季采暖专用），同时制冷与采暖的机组，以及同时制冷与热水供应的机组等。19.5直燃式溴化锂吸收式冷热机组第63页,共77页，2024年2月25日，星期天图19.11和图19.12是直燃式溴化锂吸收式冷热水机组的制冷流程和采暖流程。这种机组与双效溴化锂吸收式制冷机组类似，所不同的是高压发生器直接利用燃料燃烧产生的热量来产生冷剂水蒸汽。在这种直燃式溴化锂冷热水机组中的高压发生器实质上是一台蒸汽锅炉，它也是由锅筒和燃烧设备所组成。但由于压力低，锅筒不一定是圆形的，可以是其他形状。燃烧设备由燃气或燃油的燃烧器、燃料供给系统、点火装置、送风系统、燃烧室、安全装置所组成。19.5直燃式溴化锂吸收式冷热机组19.5.2直燃式溴化锂吸收式冷热水机组的工作原理第64页,共77页，2024年2月25日，星期天在制冷运行时，关闭阀门V1和V2。其溶液循环和冷剂水循环如下：

溶液循环：由吸收器出来的稀溶液经低温和高温热交换器预热后进入高压发生器，并在其中被加热产生冷剂水蒸汽，溶液浓度变高，成为中间溶液。该溶液经高温溶液热交换器冷却后，进入并在低压发生器中产生冷剂水蒸汽，溶液成为浓溶液，经低温热交换器冷却后，返回吸收器中吸收水蒸气而成为稀溶液。这里的溶液是串联式循环流程。直燃式机组中用串联循环的流程比较多，这是因为高压发生器中燃烧温度很高，采用溶液串联循环有利于防止溶液浓度过高而结晶。19.5直燃式溴化锂吸收式冷热机组第65页,共77页，2024年2月25日，星期天

冷剂水循环：由高压发生器出来的冷剂水蒸汽在低压发生器中加热溶液而成为凝结水，经节流后进入冷凝器中，低压发生器产生的冷剂水蒸汽在冷凝器中冷凝成水。在冷凝器中这两股水一起节流后进入蒸发器吸热汽化，冷却成冷冻水。在采暖运行过程，阀门V1、V2开启，其溶液循环和冷剂水循环如下：

溶液循环：吸收器的稀溶液由泵升压后送到高压发生器中，被加热并产生冷剂水蒸汽；溶液成为浓溶液，返回吸收器中。19.5直燃式溴化锂吸收式冷热机组第66页,共77页，2024年2月25日，星期天冷剂水循环：高压发生器产生的冷剂水蒸汽经吸收器进入蒸发器中，在蒸发器中